Co to znamená pro vysokorychlostní průmysl PCB?
Za prvé, při navrhování a konstrukci zásobníků PCB musí být materiální aspekty upřednostňovány. PCB 5G musí splňovat všechny specifikace při přenosu a přijímání signálu, poskytovat elektrické připojení a poskytovat kontrolu pro konkrétní funkce. Kromě toho bude třeba řešit výzvy pro návrh PCB, jako je udržování integrity signálu při vyšších rychlostech, tepelné řízení a jak zabránit elektromagnetickému rušení (EMI) mezi daty a deskami.

Návrh desky s obvodem smíšeného signálu
Většina systémů se dnes zabývá 4G a 3G PCB. To znamená, že přenosový a přijímací rozsah komponenty je 600 MHz až 5,925 GHz a kanál šířky pásma je 20 MHz nebo 200 kHz pro IoT systémy. Při navrhování PCB pro 5G síťové systémy budou tyto komponenty vyžadovat milimetrové vlnové frekvence 28 GHz, 30 GHz nebo dokonce 77 GHz, v závislosti na aplikaci. U kanálů šířky pásma budou systémy 5G zpracovat 100 MHz pod 6GHz a 400 MHz nad 6GHz.

Tyto vyšší rychlosti a vyšší frekvence budou vyžadovat použití vhodných materiálů v PCB k současně zachycení a přenosu nižších a vyšších signálů bez ztráty signálu a EMI. Dalším problémem je, že zařízení budou lehčí, přenosnější a menší. Kvůli přísné hmotnosti, velikosti a omezením prostoru musí být materiály PCB flexibilní a lehké, aby vyhovovaly všem mikroelektronickým zařízením na desce obvodu.

U stop mědi PCB je třeba dodržovat tenčí stopy a přísnější kontrolu impedance. Tradiční subtraktivní leptací proces používaný pro 3G a 4G vysokorychlostní PCB lze přepnout na modifikovaný poloaditivní proces. Tyto vylepšené poloaditivní procesy poskytnou přesnější stopy a rovnější stěny.

Materiálová základna je také přepracována. Společnosti na desce tištěných obvodů studují materiály s dielektrickou konstantou až 3, protože standardní materiály pro nízkorychlostní PCB jsou obvykle 3,5 až 5,5. Přísnější skleněné vlákniny, materiál pro ztrátu ztráty a nízkým profilem mědi, se také stanou volbou vysokorychlostního PCB pro digitální signály, čímž se zabrání ztrátě signálu a zlepšuje integritu signálu.

Emi stínění problému
Hlavními problémy desek obvodů jsou EMI, Crosstalk a parazitická kapacita. Aby bylo možné vypořádat s Crosstalk a EMI kvůli analogovým a digitálním frekvencím na desce, se důrazně doporučuje oddělit stopy. Použití vícevrstvých desek poskytne lepší všestrannost k určení, jak umístit vysokorychlostní stopy tak, aby cesty analogových a digitálních návratových signálů byly drženy od sebe navzájem, přičemž se obvody AC a DC udržují oddělené. Přidání stínění a filtrování při umístění komponent by mělo také snížit množství přírodního EMI na PCB.

Aby bylo zajištěno, že na měděném povrchu neexistují žádné vady a vážné zkraty nebo otevřené obvody, bude k kontrole stop vodičů použit pokročilý automatický optickou inspekční systém (AIO) s vyššími funkcemi a 2D metrologií. Tyto technologie pomohou výrobcům PCB hledat možná rizika degradace signálu.

Výzvy tepelného řízení
Vyšší rychlost signálu způsobí, že proud přes PCB generuje více tepla. Materiály PCB pro dielektrické materiály a vrstvy jádra substrátu budou muset adekvátně zvládnout vysoká rychlost vyžadovaná technologií 5G. Pokud je materiál nedostatečný, může způsobit stopy mědi, loupání, smrštění a deformace, protože tyto problémy způsobí, že se PCB zhoršuje.

Abychom se mohli vyrovnat s těmito vyššími teplotami, budou se výrobci muset zaměřit na výběr materiálů, které se zabývají problémy s tepelnou vodivostí a tepelným koeficientem. K vytvoření dobrého PCB musí být použity materiály s vyšší tepelnou vodivostí, vynikajícím přenosem tepla a konzistentní dielektrickou konstantou, aby poskytly všechny 5G funkce potřebné pro tuto aplikaci.